现代控制实验报告

《现代控制实验报告》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、现代控制理论综合实验实验目的（1）熟悉线性系统的数学模型、模型转换。（2）掌握特征值和特征向量的求解（3）掌握状态空间模型的线性变换，并求出约旦标准型（4）使用MatlabSimulink构建串联型和并联型实现（5）掌握能控能观性判别方法，求出能控能观标准型（6）掌握状态反馈极点配置的方法（7）学习设计全维观测器和降维观测器实验内容1.数学模型描述与转换（1）给定系统的状态方程系数矩阵如下：A=，B=，C=[018360],D=0在Matlab中以状态空间模型表示，并求出对应的传递函数数学模型。（2）在Matlab中建立如下传

2、递函数阵模型并求出对应的状态空间数学模型。说明：相关Matlab命令：tf，ss2.系统线性变换与能控能观性分析（1）使用Matlab软件求出上述系统的特征值和特征向量（2）求出对应的约旦标准型(3)判断系统的能控能观性，如果能控（或能观），则求出对应的能控（能观）标准型。说明：相关的Matlab命令是eig，jordan，ctrb，obsv，rank，det，poly,ss2ss1.系统分析与综合已知系统传递函数（1）在Simulink中绘制模拟结构图，实现该系统的·串联实现·并联实现（2）以上述系统的串联实现为基础，实验研

3、究：·系统在初始条件作用下的状态响应和输出响应·系统在阶跃输入信号作用下的状态响应和输出响应（3）以上述系统的串联实现为基础，设计状态反馈控制器·要求：系统输出的最大超调量不超过16.8%，调节时间小于1秒。·计算系统输出的实际的性能参数（最大超调量、调节时间、稳态误差等）·分析状态反馈控制下是否会存在稳态误差？并讨论消除状态反馈稳态误差的方法。3.代码为：（1）>>A=[-40-138-160100010];>>B=[100];>>C=[018360];>>D=0;>>Sss=ss(A,B,C,D)a=x1x2x3x1-40

4、-138-160x2100x3010b=u1x11x20x30c=x1x2x3y1018360d=u1y10Continuous-timemodel.>>Stf=tf(Sss)Transferfunction:18s+360--------------------------s^3+40s^2+138s+160（2）>>Stf=tf({[121][15];[23][6]},{[156][12];[16116][27]})Transferfunctionfrominput1tooutput...s^2+2s+1#1:------

5、-------s^2+5s+62s+3#2:----------------------s^3+6s^2+11s+6Transferfunctionfrominput2tooutput...s+5#1:-----s+26#2:-------2s+7>>Sss=ss(Stf)a=x1x2x3x4x5x6x7x1-5-300000x22000000x300-6-2.75-1.500x40040000x50001000x600000-20x7000000-3.5b=u1u2x120x200x310x400x500x602x702c=

6、x1x2x3x4x5x6x7y1-1.5-1.250001.50y20000.50.7501.5d=u1u2y111y200Continuous-timemodel.>>（3）>>A=[120;3-11;020];>>B=[2;1;1];>>C=[001];>>D=0;>>Sss=ss(A,B,C,D)a=x1x2x3x1120x23-11x3020b=u1x12x21x31c=x1x2x3y1001d=u1y10Continuous-timemodel.>>stf=tf(Sss)Transferfunction:s^2+2s

7、+3------------------------------s^3-2.415e-015s^2-9s+2>>E=eig(A)E=-3.10552.88200.2235>>[V,D]=eig(A)V=-0.3790-0.6577-0.27500.7780-0.61890.1068-0.5011-0.42950.9555D=-3.10550002.88200000.2235>>[T,J]=jordan(A)T=0.57720.22770.19510.5432-0.4674-0.07570.37690.3010-0.6780J=

8、2.8820-0.0000i000-3.10550000.2235>>>>M=ctrb(A,B)M=24161681212>>rank(M)ans=3%满秩，所以能控>>N=obsv(A,C)N=0010206-22>>rank(N)ans=3%满秩，所以能观能控标准型：>>